信源编码技术作业(1)——使用Audacity软件绘制清浊音频谱图并进行分析
实验准备
Audacity简介
Audacity是一款免费的音频处理软件。它是在linux下发展起来的,一款遵循GNU协议的免费软件。有着简单快捷的操作界面和专业的音频处理效果。
清浊音基础
根据维基百科,语音学中,将发音时声带振动的音称为浊音,声带不振动的音称为清音。辅音(子音)有清有浊,而多数语言中元音(母音)均为浊音,鼻音、边音、半元音等响音通常也是浊音。
清音,发音时声带不颤动,透出的气流不带音。普通话声母中的清音共有17个:b p f d t g k h j q x zh ch sh z c s
浊音,发音时,声带颤动,透出的气流带音。普通话声母中的浊音共有4个:m n l r
实验过程
研究对象设置
清音以c为例,浊音以m为例,分为录制小程序发声和录制自己发声两种方式,各读一次。
时域
清音c的时域谱如下,左侧为人声录制结果,右侧为机器声录制结果:
浊音m的时域谱如下,左侧为人声录制结果,右侧为机器声录制结果:
分别取机器录制声音时域,放大至相同时间间隔,对比其结果,上图为清音c,下图为浊音m:
根据以上两个角度的时域图,分析得到以下结论:
- 相同声母,不同发声方式的时域也会有较大的差别;
- 浊音的时域幅度大于清音;
- 浊音的时域更均匀,也更具周期性;
频域
清音c的频率谱如下,左侧为人声录制结果,右侧为机器声录制结果:
浊音m的频率谱如下,左侧为人声录制结果,右侧为机器声录制结果:
根据以上实验对比(主要参考机器声频谱图),得出以下结论:
- 从横坐标来看:清音的频率分布比浊音更为集中;
- 从纵坐标来看:清音的平均幅度更小;
- 从相同声母的对比来看:不同发声方式对结果的影响很大
附:实验中遇到的问题与解决方法
实验对象确定与选择
清浊音的定义
百科中一般使用发声方式对清浊音进行分类,但对于一个很难读标准某些声母的人来说,确实很难自行区分。在查阅资料的过程中,我并没有在网络上找到来自官方的对于清浊音的明确分类,找到的几版关于此问题的回答也有部分存在矛盾。最终,通过参考播音主持语音基础课程教材,得到标准答案:
实验对象选取
拜读上半年同学的博客时发现大家做的结果有较大的差异,包括自己录制的清音c也更接近于z的读音,因此想到用标准的读音作为分析的对象。
下图从左到右分别为人声录制c,机器声录制c,机器声录制z的时域图,可以看到1与3之间的相似性比1、2之间更大一些。
录音条件选取
首先选择直接用电脑扬声器作为麦克风进行录制,最终得到的频谱中有明显的噪声干扰(如下图),后来选择用耳机作为输入设备,在相同条件下录制机器声,以达到控制变量的目的。
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